JP2000294993A - 表面実装部品装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルの位置を調整し、安定した吸装着を行
う。 【解決手段】 画像入力手段１６１０は、ノズルの垂直
方向の画像を撮影するカメラ等の画像入力手段であり、
取得した垂直方向のノズル画像をノズル認識手段１６２
０へ送る。ノズル認識手段１６２０は、画像入力手段１
６１０の撮影した画像からノズルの長さを測定し、部品
が装着されるノズル先端の位置を認識する。ノズル補正
手段１６３０は、ノズル認識手段１６２０により測定さ
れたノズルの実際の長さに基づいてノズル位置の補正量
を算出する。この補正量は、ノズル調整手段１６４０に
送られる。ノズル調整手段１６４０は、ノズル位置の補
正量に応じてノズルの位置の調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面実装部品装着装
置に関し、特に表面実装部品毎にノズルを選択し、その
ノズルを用いて電子部品を吸着する表面実装部品装着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面実装部品装着装置は、電子部
品毎に最適なノズルを選択し、そのノズルを用いて部品
供給部で電子部品を真空吸着し、吸着した電子部品を回
路基板の所望の位置に装着していた。

【０００３】このような表面実装部品装着装置について
説明する。図７は、表面実装部品装着装置全体を示した
斜視図である。表面実装部品装着装置１０００は、ノズ
ルをセットしたヘッドを所定の位置に配置するＸＹベー
ス１１００、部品を吸着するノズルを設けたヘッド１２
００、装着する電子部品を供給する部品供給部１３０
０、部品を装着する回路基板を移動して所定の位置に保
持する回路基板搬送部１４００、及び吸着ノズルをセッ
トするノズルチェンジユニット１５００、とから構成さ
れる。

【０００４】各部の詳細について説明する。図８は、図
７に示した表面実装部品装着装置の各部の構成図であ
る。ＸＹベース１１００は、ボールネジによってＸＹ方
向にノズルがセットされたヘッド１２００を駆動し、ノ
ズルが所定の位置になるように位置決めする。ヘッド１
２００は、先端にノズル１２１０がセットされている。
ノズル１２１０は、先端形状が各種あり、吸着する電子
部品に応じて最適なものが選択される。部品供給部１３
００には、テープにセットされた部品を供給するパーツ
フィダー１３１０が、必要な部品の品種数だけ用意され
ている。回路基板搬送部１４００は、部品を装着する回
路基板を保持するためのガイドレール１４１０が設けら
れており、所定の位置に回路基板を配置する。ノズルチ
ェンジユニット１５００は、各種先端形状の吸着ノズル
を複数保持している。

【０００５】このような構成の表面実装部品装着装置
は、ノズルチェンジユニット１５００に複数用意された
ノズルの中から部品の形状に最適なノズルを選択し、自
動で取り付けを行う。次に、ＸＹベース１１００によっ
て部品供給部１３００にノズル１２１０を移動し、所望
の電子部品を真空負圧によってノズル１２１０に吸着す
る。吸着された電子部品は、回路基板搬送部１４００に
よって保持されている回路基板に位置決めされ、装着す
る。

【０００６】ここで、回路基板搬送部１４００の動作に
ついて説明する。図９は、回路基板搬送部の動作を示し
た側面図である。（ａ）は、回路基板部位置決め前の側
面図であり、（ｂ）は、回路基板位置決め後の側面図で
ある。回路基板２０００は、左右のガイドレール１４１
０ａ、１４１０ｂに沿って移動する。所定の位置まで移
動すると、下部に設けられたバックアッププレート１４
２０が上昇する。回路基板は、バックアッププレート１
４２０及びバックアッププレート１４２０に設けられた
バックアップピン１４３０によって挟み込まれ、位置決
めされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の表面実
装部品装着装置は、ノズルの加工精度や、長期使用によ
る磨耗等によるノズルの長さの変動が考慮されておら
ず、安定した吸装着を行うことができないという問題が
ある。

【０００８】従来の表面実装部品装着装置では、使用す
るノズルの長さを予め装置に入力していた。表面実装部
品装着装置は、予め設定されたノズルの長さに従って、
ノズルの位置決めを行っていた。このため、ノズルの加
工精度や、長期使用による磨耗等によるノズルの長さの
変動、あるいは、ノズル取り付け時の取り付け精度等に
より、部品吸装着時のノズルの位置と予め決められた設
定値にズレが生じた場合、電子部品取り付けの精度が悪
くなってしまっていた。場合によっては、実装不良など
の問題が生じていた。

【０００９】また、使用するノズルの種類も予め装置に
入力され、この情報に従ってノズルの位置決めが行われ
ていた。このため、使用者の入力ミス、あるいはノズル
の配置ミス等が発生しても、そのまま運転が継続されて
いた。この結果、実装不良などの問題が生じた。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ノズルの位置を調整し、安定した吸装着を行
う表面実装部品装着装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、表面実装部品毎にノズルを選択し、その
ノズルを用いて部品を供給する部品供給部から電子部品
を吸着し、回路基板の所望の位置に電子部品を装着する
表面実装部品装着装置において、前記ノズルの垂直方向
の画像を取得する画像入力手段と、前記ノズルの垂直方
向の画像を用いて前記電子部品を吸着する際のノズル位
置を認識するノズル認識手段と、前記認識されたノズル
位置を用いてノズル位置の補正量を算出するノズル補正
手段と、前記補正量に応じてノズル位置を調整するノズ
ル調整手段と、を有することを特徴とする表面実装部品
装着装置、が提供される。

【００１２】このような構成の表面実装部品装着装置
は、画像入力手段によりノズルの垂直方向の画像を取得
し、ノズル認識手段へ送る。ノズル認識手段では、入力
したノズルの垂直方向の画像から実際のノズルの長さの
測定を行う。ノズル補正手段は、ノズル認識手段より取
得したノズルの長さからノズル位置の補正量を算出し、
ノズル調整手段に送る。ノズル調整手段では、ノズル補
正手段の指示に従ってノズル位置を調整する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明の一実施の形態である表面
実装部品装着装置は、上記説明の従来の表面実装部品装
着装置にノズルの位置調整を行うノズル調整部を設け
た。ノズル調整部について説明する。図１は、本発明の
表面実装部品装着装置のノズル調整部のブロック図であ
る。

【００１４】本発明に係るノズル調整部１６００は、ノ
ズルの垂直方向の画像を入力する画像入力手段１６１０
と、ノズル位置を認識するノズル認識手段１６２０と、
ノズル位置の補正量を算出するノズル補正手段１６３０
と、補正量に応じてノズル位置を調整するノズル調整手
段１６４０と、から構成される。

【００１５】画像入力手段１６１０は、ノズルの垂直方
向の画像を撮影するカメラ等の画像入力手段であり、取
得した垂直方向のノズル画像をノズル認識手段１６２０
へ送る。ノズル認識手段１６２０は、画像入力手段１６
１０の撮影した画像からノズルの長さを測定し、部品が
装着されるノズル先端の位置を認識する。ノズル補正手
段１６３０は、ノズル認識手段１６２０により測定され
たノズルの実際の長さに基づいてノズル位置の補正量を
算出する。この補正量は、ノズル調整手段１６４０に送
られる。ノズル調整手段１６４０は、ノズル位置の補正
量に応じてノズルの位置の調整を行う。

【００１６】このような構成のノズル調整部を有する表
面実装部品装着装置の動作について説明する。画像入力
手段１６１０により取得されたノズルの垂直方向の画像
を用い、ノズル認識手段１６２０では、入力したノズル
の垂直方向の画像からノズルの長さの測定を行う。ノズ
ル補正手段１６３０は、ノズル認識手段１６２０の測定
したノズルの長さからノズル位置の補正量を算出し、ノ
ズル調整手段１６４０では、ノズル補正手段１６３０の
指示に従ってノズル位置を調整する。

【００１７】ここで、ノズルの構成、及びノズルチェン
ジユニットでのノズルの交換について説明する。図２
は、表面実装部品装着装置のノズル交換動作を示した斜
視図である。（ａ）はノズル及びノズルシャフトの構成
を示した斜視図であり、（ｂ）はノズルの取外しを示し
た斜視図であり、（ｃ）はノズルの装着を示した斜視図
である。ノズル１２１０は、ノズルシャフト１２２０に
よって、ヘッドに保持されている。ノズル１２１０は、
吸着する電子部品に応じた先端形状が各種用意されてお
り、これらはノズルチェンジユニット１５００にセット
されている。

【００１８】ノズルの取外しと装着動作について説明す
る。取外しを行う場合には、ノズル１２１０の装着され
たノズルシャフト１２２０を下降し、ノズル１２１０を
ノズルチェンジユニット１５００と同じ高さに位置決め
を行う。取外しは、（ｂ）に示したように、ノズルチェ
ンジユニット１５００前面切り欠き部より、ノズル１２
１０を水平に進入し、ノズルシャフト１２２０を上方に
引き上げることにより行う。ノズル１２１０は、ノズル
チェンジユニット１５００に引っかかり、ノズルシャフ
ト１２２０から外れる。取り付けは、（ｃ）に示したよ
うに、ノズルチェンジユニット１５００にセットされて
いるノズルに対し、上方からノズルシャフト１２２０を
下げ、ノズル１２１０がノズルシャフト１２２０に装着
されたらノズルシャフト１２２０を水平に移動し、ノズ
ルチェンジユニット１５００よりノズル１２１０を取り
外す。

【００１９】上記説明の手順により選択されたノズル１
２１０が取り付けられると、このノズル１２１０を用い
て、電子部品の吸着が行われる。図３は、表面実装部品
装着装置の部品吸着動作を行うノズルの側面図である。

【００２０】部品吸着は、電子部品１３２０とノズル１
２１０の間隔が最適な高さｃとなるようにノズル１２１
０の位置決めを行い、電子部品１３２０を真空吸着す
る。ノズル１２１０の位置決めは、ノズルの長さａと、
電子部品１３２０の厚みｄとを基に、最適な高さｃを算
出して行う。

【００２１】本発明に係る表面実装部品装着装置では、
実際のノズルが最適な高さｃとなるように、ノズル位置
の調整を行う。まず、上記説明のノズルの画像を取得す
るノズル画像入力手段１６１０の動作について説明す
る。図４は、本発明の表面実装部品装着装置の画像入力
手段の構成図である。本発明に係る画像入力手段１６１
０は、ノズル１２１０の垂直方向から撮影するＣＣＤカ
メラ１６１１と、その反対側に設置される照明１６１２
と、から構成され、必要に応じてモニタ１６１３が設置
される。ＣＣＤカメラ１６１１は、所定の高さに固定さ
れ、ノズル１２１０の先端部を撮影する。照明１６１２
は、撮影に必要な光をノズルに当てる。モニタ１６１３
は、必要に応じて、ＣＣＤカメラ１６１１が撮影した画
像を表示する。ノズル画像入力手段１６１０では、ＣＣ
Ｄカメラ１６１１が所定の高さでノズル１２１０を横か
ら撮影する。このときのＣＣＤカメラ１６１１の高さ
は、ノズルの先端が撮影される範囲内とする。

【００２２】ＣＣＤカメラ１６１１は、図に示したよう
にノズルの先端が撮影された画像をノズル認識手段１６
２０へ送る。ノズル認識手段１６２０では、このＣＣＤ
カメラ上での長さＡを、画像上のノズル長Ａとする。ま
た、予め長さが既知の基準ノズルを用意し、上記ノズル
の測定と同じ状態でＣＣＤカメラ１６１１で撮影してお
く。この撮影された基準ノズルのＣＣＤカメラ上での長
さを画像上の基準ノズル長Ｄとする。この画像上の基準
ノズル長Ｄは、予めノズル認識手段に記録保存してお
く。

【００２３】次に、ノズル認識手段１６２０における、
上記説明の画像上の基準ノズル長Ｄと、画像上のノズル
長Ａを用いたノズル位置測定動作について説明する。ノ
ズル認識手段１６２０では、画像上のノズル長Ａを入力
すると、画像上の基準ノズル長Ｄとの差分を求め、既知
である基準ノズルの長さから差分に相当する長さを算出
し、この差分を基準ノズルの長さに足し込むことによ
り、実際のノズルの長さを算出する。算出された実際の
ノズルの長さは、ノズル補正手段１６３０に出力され
る。

【００２４】次に、ノズル補正手段１６３０により行わ
れるノズル位置補正動作について説明する。図５は、本
発明の表面実装部品装着装置のノズル位置補正動作につ
いて示した図である。実際のノズル１２１０の長さａ
は、ノズル認識手段によって、ノズルの長さａの画像上
のノズル長Ａと、基準ノズルの長さｄの画像上の基準ノ
ズル長Ｄを用いて算出されている。ノズルの補正手段で
は、実際のノズルの長さａと、吸着を行う電子部品１３
２０の厚みｂを基に、最適な高さｃを算出し、ノズルの
先端が部品から高さｃ離れたところに位置するように補
正量を算出する。

【００２５】算出された補正量に従って、ノズル調整手
段により、ノズルの位置決めが行われる。ノズルの実際
の長さを測定することにより、図に示したように、従来
のようにノズルの長さをｄと見なして位置決めを行う場
合に比べて、ノズルの先端を最適な高さに位置決めする
ことができる。このため、最適な高さでの部品装着が可
能となる。この結果、安定した吸装着を行うことができ
るとともに、実装不良を削減することが可能となる。

【００２６】このノズルの実際の長さの測定は、使用者
によって任意に行うことができる。例えば、ノズル交換
時等や、メンテナンス時等に使用者の要求によりノズル
の長さ測定を行うとことができる。

【００２７】また、上記説明の実際のノズルの長さ測定
は、一定期間毎に行うとすることもできる。一旦ノズル
の長さが測定されると、次のノズルの長さ測定までの
間、このノズルの長さに基づいて位置決めが行われる。
このように、一定期間毎にノズルの長さを測定すること
によって、ノズルの長期使用による磨耗で長さが変動し
た場合にも、常に最適な部品吸着を行うことが可能とな
る。

【００２８】次に、本発明に係る画像入力手段及びノズ
ル認識手段の行う、ノズル種類判別動作について説明す
る。図６は、本発明の表面実装部品装着装置のノズル種
類判別動作について示した図である。図６（ａ）は、ノ
ズルａを撮影した画像を示した図であり、（ｂ）は、ノ
ズルｂを撮影した画像を示した図である。ここでは、ノ
ズルａ（１２１０ａ）と、ノズルｂ（１２１０ｂ）とを
判別する場合について説明する。ノズルａ（１２１０
ａ）を画像入力手段により撮影し、その画像上のノズル
幅Ｗａを測定する。（ａ）のモニタ１６１３は、ノズル
ａ（１２１０ａ）の画像を示す。同様に、ノズルｂ（１
２１０ｂ）を画像入力手段により撮影し、その画像上の
ノズル幅Ｗｂを測定する。（ｂ）のモニタ１６１３は、
ノズルｂ（１２１０ｂ）の画像を示す。このように、ノ
ズルａのノズル幅Ｗａと、ノズルｂのノズル幅Ｗｂの画
面上の測定値が異なることにより、ノズルａとノズルｂ
を判別することができる。また、予め使用ノズルのノズ
ル幅を記録保存しておくことにより、違うノズルを使用
していた場合、これを判別し、部品の装吸着を行わない
ようにすることが可能である。

【００２９】なお、上記の処理機能は、コンピュータに
よって実現することができる。その場合、表面実装部品
装着装置が有すべき機能の処理内容は、コンピュータで
読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムに記述
しておく。そして、このプログラムをコンピュータで実
行することにより、上記処理がコンピュータで実現され
る。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、
磁気記録装置や半導体メモリ等がある。市場を流通させ
る場合には、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc ReadOnly Mem
ory)やフロッピーディスク等の可搬型記録媒体にプログ
ラムを格納して流通させたり、ネットワークを介して接
続されたコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネッ
トワークを通じて他のコンピュータに転送することもで
きる。コンピュータで実行する際には、コンピュータ内
のハードディスク装置等にプログラムを格納しておき、
メインメモリにロードして実行する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ノズル
の垂直方向の画像を取得し、その画像からノズルの長さ
の測定を行う。この測定したノズルの長さを用いてノズ
ル位置の補正量を算出し、ノズル位置を調整する。

【００３１】このように、ノズルの状態を認識して最適
な位置に補正を行うため、ノズルの状態に拘らず、常に
最適な高さで部品吸装着が可能となる。その結果、安定
した吸装着を行うことができるとともに、実装不良を削
減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面実装部品装着装置のノズル調整部
のブロック図である。

【図２】表面実装部品装着装置のノズル交換動作を示し
た斜視図である。

【図３】表面実装部品装着装置の部品吸着動作を行うノ
ズルの側面図である。

【図４】本発明の表面実装部品装着装置の画像入力手段
の構成図である。

【図５】本発明の表面実装部品装着装置のノズル位置補
正動作について示した図である。

【図６】本発明の表面実装部品装着装置のノズル種類判
別動作について示した図である。

【図７】表面実装部品装着装置の全体を示した斜視図で
ある。

【図８】図７に示した表面実装部品装着装置の各部の構
成図である。

【図９】回路基板搬送部の動作を示した側面図である。

【符号の説明】

１０００…表面実装部品装着装置、１１００…ＸＹベー
ス、１２００…ヘッド、１２１０…ノズル、１３００…
部品供給部、１４００…回路基板搬送部、１５００…ノ
ズルチェンジユニット、１６００…ノズル調整部、１６
１０…画像入力手段、１６１１…ＣＣＤカメラ、１６１
２…照明、１６１３…モニタ、１６２０…ノズル認識手
段、１６３０…ノズル補正手段、１６４０…ノズル調整
手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面実装部品毎にノズルを選択し、その
   ノズルを用いて部品を供給する部品供給部から電子部品
   を吸着し、回路基板の所望の位置に電子部品を装着する
   表面実装部品装着装置において、 前記ノズルの垂直方向の画像を取得する画像入力手段
   と、 前記ノズルの垂直方向の画像を用いて前記電子部品を吸
   着する際のノズル位置を認識するノズル認識手段と、 前記認識されたノズル位置を用いてノズル位置の補正量
   を算出するノズル補正手段と、 前記補正量に応じてノズル位置を調整するノズル調整手
   段と、 を有することを特徴とする表面実装部品装着装置。
2. 【請求項２】 前記ノズル認識手段は、前記ノズルの垂
   直方向の画像上での長さを測定することを特徴とする請
   求項１記載の表面実装部品装着装置。
3. 【請求項３】 前記ノズル認識手段は、予め長さが既知
   の基準ノズルを用いて前記画像入力手段を用いて取得し
   た画像上の長さを記録しておき、前記画像入力手段によ
   り取得したノズルの長さと前記基準ノズルの画像上の長
   さとを比較し、その差分によりノズルの長さを算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の表面実装部品装着装
   置。
4. 【請求項４】 前記画像入力手段は、所定の周期で前記
   ノズルの画像を取得し、 前記ノズル認識手段、前記ノズル補正手段、及び前記ノ
   ズル調整手段は、前記ノズルの画像取得時にノズル位置
   調整を行うことを特徴とする請求項１記載の表面実装部
   品装着装置。
5. 【請求項５】 前記ノズル認識手段は、さらに、ノズル
   の幅を測定し、前記ノズルの幅によってノズル種類の判
   別を行うことを特徴とする請求項１記載の表面実装部品
   装着装置。